Определение содержания микропластика в верхних слоях пресных водоёмов Калининградской области

1.

Определение содержания микропластика в верхних слоях пресных
водоёмов Калининградской области
Автор: Жерягина Анастасия, Якуничева Елизавета
9А класс
Организация: МАОУ СОШ №36 г.Калининграда
Руководитель: Чупахина Наталия Юрьевна,
канд.биол.наук, учитель биологии
1
калининград 2024

2.

Введение
Первые исследования, посвященные проблеме микропластика,
частиц любого пластика размером меньше 5 мм, в окружающей среде,
начались в 1970-х гг. и за 40 лет достигло количества 2335 статей.
Загрязнение пластиком природной среды стало такой же
глобальной проблемой, как и изменение климата
Однозначного мнения о том, насколько токсичны частицы
микропластика для живых организмов, нет.
Следует обратить внимание на биологическую опасность,
связанную с микроорганизмами, которые, прикрепляясь к частицам
микропластика, могут их колонизировать
2
калининград 2024

3.

Цель. Задачи. Гипотеза
Целью работы явилось определение содержания микропластика в поверхностном
слое толщи воды прибрежной зоны пресных водоемов Калининградской области
На примере оз.Виштынецкого и р. Красной Нестеровского городского округа и
рукавах реки Преголя, Верхнего, Нижнего прудов и ручья Литовского в городской черте
г.Калининграда, а также водопроводной воде на примере воды из-под крана школьной
лаборатории.
Задачи исследования:
1.Оценить количественное содержание микропластика в верхних горизонтах
водной толщи пресных водоёмов разного происхождения в лесном массиве и в черте
города.
2.Определить наличие частиц микропластика в водопроводной воде г.
Калининграда на примере воды из крана в школьной лаборатории.
3.Охарактеризовать извлечённый микропластик в рамках рекомендуемой методики.
Гипотеза:
Верхняя толща воды прибрежной зоны пресных водоёмов Калининграда и
Калининградской области содержит частицы микропластика.
3
калининград 2024

4.

Объекты и методы
Отбор пробы воды в городских прудах производился трижды в
течение октября - ноября 2023 года, а в озере Виштынецкое
однократно в октябре 2023г. стеклянным стаканом из верхнего
горизонта водной толщи с глубины 30-50 см [4]
Анализ проводился по стандартной методике [7]. После
фильтрации через сито с размером ячеек 5 мм отбирался материал
для анализа нужной размерной группы. Твердые вещества
подвергались мокрому окислению в среде перекиси водорода (30%)
в присутствии катализатора – Fe(II) (реактив Фентона) для
растворения лабильного органического вещества. Пластик в таких
условиях остается незатронутым. Оставшиеся нерастворенные
фрагменты подвергались плотностному разделению в растворе NaCl
для отделения частиц пластика от остальных через флотацию с
помощью сепаратора. Оставшаяся в сепараторе взвесь смывалась на
чашку Петри и анализировалась под бинокулярным микроскопом
Nexcope NE300 при увеличении 10 х 100 (Приложение рис.1-6).
Полученные данные обрабатывались статистически.
4
калининград 2024

5.

Литературный обзор
Озеро Виштынецкое – это пресноводный водоем,
расположенный на юго-востоке Калининградской области.
Площадь водосборного бассейна озера Виштынецкого
составляет 17800 га и собирает сток в пределах территории
трех соседствующих государств
Для сравнения двух водных объектов на содержание
микропластика нами была выбрана река Красная. Длина
реки составляет 83 км, а площадь бассейна - 55000 га
5
калининград 2024

6.

6
Верхний пруд – искусственный русловой
водоем, построенный в 1270 г. за счёт
перекрытия притока р. Преголи земляной
дамбой, его площадь составляет 41 га.
Площадь водосбора составляет более 1,2
га, водосток которого регулируется
многочисленными гидротехническими
сооружениями.
Нижний пруд был построен ранее, в
1256 г., по тому же принципу –
перекрытием р. Лебе земляной дамбой и
по сегодняшний момент гидравлически
связан с Верхним прудом и р. Преголей.
Общая площадь пруда составляет около
10 га
Литовский ручей – водоток Верхнего
озера, впадающий в реку Преголя.
калининград 2024

7.

Микропластик в водопроводной воде
Контрольным образцом
послужила вода из
крана школьной
лаборатории,
отобранная в
стеклянную посуду
7
калининград 2024
Опытным образцом
являлся смыв с фильтра
водопроводного крана,
установленного в
августе 2022 года и
промытый
дистиллированной
водой перед установкой

8.

Результаты исследования
Анализ результатов исследования воды в оз.Виштынецкое и реке Красной
Нестеровского ГО Калининградской области показал, что оба водоёма
содержали микропластик, который был представлен, в первую очередь,
волокнами (Приложение рис.7).
Таблица 1. – Содержание микропластика в поверхностных слоях воды
проточных и стоячих пресных водоёмов Нестеровского городского округа
Калининградской области
Количество миаропластика в реке больше, чем в озере на 37,5%, что можно
попробовать объяснить тем, что река в точке отбора проб имела соотношение
ширины/глубины равное 4/2 м и мусор концентрировался на мелководье
(табл.1).
№ пробы
Озеро
Виштынецкое
Река Красная
1
4
7
2
6
8
3
5
5±1
9
8±0
Среднее
8
Количество частиц на 1 литр воды
калининград 2024

9.

Ширина рукавов реки Преголя составляет 40-60м в месте отбора проб, а ширина
Литовского ручья – около 5м, то есть ручей уже рек примерно в 10 раз.
Таблица 2. – Содержание микропластика в поверхностных слоях воды проточных
пресных водоёмов г.Калининграда
Содержание микропластика в Новой Преголе больше среднего на 25% и является
максимальным среди всех полученных величин. Объяснить такое количество
можно, скорее всего, большим количеством бытового мусора из частной застройки
вдоль этого рукава реки, поскольку около 5 гектаров территории занимает водномоторный клуб «Нептун» и на береговую полосу протяжённостью около 500 метров
выходят 65 эллингов.
№ пробы
9
Количество частиц на 1 литр воды
Река Старая Преголя Река Новая Преголя
Ручей Литовский
1
14
18
11
2
12
15
9
3
16
22
13
Среднее
14±2
18,3±2,4
11±0
калининград 2024

10.

Рис.1. Содержание микропластика в проточных пресных
водоёмах г.Калининграда и Нестеровского ГО Калининградской
области
Река Красная, протекающая в лесном массиве, содержит
сравнимое с городскими проточными водоёмами количество
микропластика, несмотря на то, что в процентном отношении,
оно, безусловно, намного меньше среднего – на 43% (рис.1).
Таблица 3. – Содержание микропластика в поверхностных слоях
воды пресных стоячих водоёмов г.Калининграда
ручей
Литовск
ий ; 11
Содержание микропластика в Верхнем и Нижнем Прудах
составило 9,0±0,7 и 12,3±0,2 частиц на 1 литр воды
соответственно (табл.3). Площадь Верхнего пруда в 4 раза
больше, чем Нижнего, но количество микроплатика в его
прибрежной части меньше только на 25%.
№ пробы
Количество частиц на 1 литр воды
Верхний Пруд
Нижний Пруд
1
9
13
2
8
12
3
10
9,0±0,7
12
Среднее
10
река
Красная;
8
калининград 2024
12,3±0,2
Старая
Преголя;
14
Новая
Преголя;
18

11.

11
Несмотря на то, что Виштынецкое озеро
испытывает гораздо меньшую
антропогенную нагрузку, и количество
микропластика в нем в два раза меньше,
чем в городских прудах, он, тем ни менее,
присутствует в количестве 5±1 частиц на 1
литр воды (табл.1). В озере ведётся
рыболовный промысел и на его берегу
активно развивается туристическая
деятельность, также стоки
агропредприятий добавляют загрязнения
антропогенного происхожения, что
объясняет появление в прибрежной зоне
озера микропластика в количестве,
сравнимом с содержанием микромусора
в водоёмах центра полумиллионного
города. Вне зависимости от степени
урбанизированности территории и
происхождения водоёма частицы
микропластика были представлены всеми
возможными его формами (рис.3).
калининград 2024
Рис. 3. Микропластик в поле зрения микроскопа (увеличение в 1000
раз)

12.

В ходе проведённого исследования проточной питьевой из-под крана было установлено, что
водопроводная питьевая вода в школьной лаборатории не содержит частиц микропластика.
Таблица 4. – Содержание микропластика в 1 литре водопроводной воды и в смыве с фильтра
Во время эксперимента в смыве с фильтра нами было обнаружено 5 частиц, отвечающих
характеристикам микропластика (табл.4). Среди обнаруженного микромусора нам встретились
только волокна, которые составляют большую часть микропластика такого размера во всех
проводимых исследованиях пресных водоёмов, поэтому мы можем предположить, что его
источником в водопроводной воде, в том числе, послужила вода р. Преголя или вода питьевых
водохранилищ [10].
Большинство образцов микропластика во всех пробах были представлены волокнами синего
цвета
Поскольку все отобранные пробы воды, за исключением проточной воды из-под крана,
содержали микропластик, то мы можем сказать, что заражение микропластиком является
глобальной проблемой.
№ пробы
12
Количество частиц на 1 литр воды
Водопроводная вода
Смыв с фильтра
1
0
5
2
0
3
0
Среднее
0
калининград 2024
5

13.

Выводы
1.
В верхних горизонтах водной толщи пресных водоёмов разного
происхождения в лесном массиве Нестеровского ГО Калининградской области
и в черте города Калининграда были обнаружены частицы микропластика.
2.
Количество микропластика в стоячих водоёмах было ниже, чем в проточных,
вне зависимости от их расположения, за исключением Литовского ручья
г.Калининграда.
3.
Наибольшее количество микропластика было зафиксировано в р.Верхняя
Преголя г.Калининграда, а наименьшее - в оз.Виштынецкое Нестеровского ГО
и составило 18,3±2,4 и 5±1 частиц на 1 литр воды соответственно.
4.
Содержание микропластика в питьевой водопроводной воде г.Калининграда
ничтожно. На фильтре, установленном на водопроводный кран, за 5 месяцев
использования было обнаружено 5 частиц микропластика.
5.
Охарактеризовать состав извлечённого микропластика в рамках
рекомендуемой методики невозможно.
Гипотеза подтвердилась: верхняя толща воды прибрежной зоны пресных
водоёмов Калининграда и Калининградской области и питьевая водопроводная
вода г. Калининграда содержит частицы микропластика.
13
калининград 2024

14.

Список литературы
1.
Список литературы
2.
1.Синицына О.О., Еремин Г.Б., Турбинский В.В., Пушкарева М.В., Ширяева М.А., Маркова О.Л., Борисова Д.С.
Загрязнение микропластиком воды – угроза здоровью человека и окружающей среде (обзор литературы) // Анализ
риска здоровью. – 2023. – № 3. – С. 172–179. DOI: 10.21668/health.risk/2023.3.17
3.
2.Гaничев П.А. О влиянии частиц микропластика в питьевой воде на здоровье населения. Обзор. Здоровье населения и
среда обитания // ЗНиСО. – 2021. - №29(9). – С. 40-43.
4.
3.Голвала Х., Чжан Х., Искандер С. М. и Смит А. Л. Твердые отходы: недооцененный источник микропластиков для
окружающей среды // Наука. Окружающая среда (2021). Национальная медицинская библиотека. [Электронный
ресурс]. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov [дата обращения 10.01.2024]
5.
4.РЕКОМЕНДАЦИИ 5 2.24.353- 2012. Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных вод. Ростов-наДону, Росгидромет, 2012 – 35с.
6.
5.Кривопускова Е.В., Соколов А.В. Геоэкологическая характеристика водосборного бассейна озера Виштынецкого
(Калининградская область) // Вестник молодежной науки. - 2017. - №1 (8).
7.
6.Берникова Т.А., Тылик К.В., Цветкова Н.Н. Физико-географическая характеристика реки Красной - памятника
природы гидрологического профиля Калининградской области // Известия КГТУ. - 2019. - №52. - С. 11 – 23.
8.
7.Рябцева Е. А., Цупикова Н. А. Пространственное распределение гидрохимических показателей в Верхнем пруду
города Калининграда // Известия КГТУ. - 2019. - №54. - С.61 – 74.
9.
8.Миронова П.С., Цупикова Н.А. Результаты экологического мониторинга качества вод пруда Нижнего в теплый
период 2018 года // Вестник молодежной науки. - 2019. - №3 (20).
10. 9.Зобков М.Б., Есюкова Е.Е. Микропластик в морской среде: обзор методов отбора, подготовки и анализа проб воды,
донных отложений и береговых наносов // Океанология. 2017. - Т. 58 (1). - С. 149-157.
11. Материалы I Всероссийской конференции с международным участием по загрязнению окружающей среды
микропластиком «MicroPlasticsEnvironment-2022» (МРЕ-2022), 02–06 августа 2022 г., п. Шира, Хакасия / общ. ред.
Ю.А. Франк. – Томск: Издательство Томского государственного университета. - 2022 – 132 с.
14
калининград 2024

15.

Благодарю за внимание!
ПРИЛОЖЕНИЕ
15
Верхний Пруд
Нижний Пруд
Виштынецкое озеро
Новая Преголя
Старая Преголя
Ручей Литовский
р.Красная
Карта центра г.Калининграда
калининград 2024

16.

Карта Калининградской области
Рис. 1. Места отбора проб
Рис.7. Волокна микропластика под микроскопом
Рис.2. Фильтрация
Рис. 3. Осаливание
Рис.5. Сепарирование
Рис.6. Микроскопирование
16
калининград 2024
Рис.4. Отстаивание